魏 娜,次 頓,張?zhí)苽?/p>
(西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測研究所,西藏拉薩850032)
青稞是藏區(qū)農(nóng)牧民不可替代的主糧,也是藏區(qū)主要飼料和釀造業(yè)等農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)的重要原料。青稞營養(yǎng)豐富,富含β-葡聚糖、黃酮、生育酚、維生素、膳食纖維、γ-氨基丁酸等多種具降脂、抗癌功效的功能性成份[1-5]。此外,有色青稞含有的花青素是當(dāng)今人類發(fā)現(xiàn)的最有效的抗氧化劑和自由基清除劑,其抗氧化性能比維生素E高50倍,比維生素C高20倍,且能改善視力和預(yù)防神經(jīng)功能衰退[6-7]。現(xiàn)有研究表明,大麥籽粒品質(zhì)與土壤大量元素、酸堿度等理化性質(zhì)關(guān)系極為密切[8-10]。林蘭穩(wěn)等研究表明,適量施用硫、銅、錳等中、微量營養(yǎng)元素可促進(jìn)化橘紅黃酮類成分的合成[11]。姜玲等認(rèn)為提高培養(yǎng)基中鎂、銅、鋅、硼等中、微量元素的離子濃度,可顯著提高銀杏培養(yǎng)細(xì)胞中的總黃酮含量[12]。二者均表明土壤中微量元素可影響植物功能成分含量。然而土壤因子如何影響大麥功能性成分含量的,目前尚存在很大爭議。如部分研究認(rèn)為,增施氮肥可有效增加大麥β-葡聚糖含量[8-10],但也有研究認(rèn)為,土壤堿解氮與β-葡聚糖含量呈顯著負(fù)相關(guān)[13],還有研究認(rèn)為大麥的β-葡聚糖含量基本不受氮素影響[14]。因此本研究主要以西藏青稞為材料,收集其在西藏不同生態(tài)區(qū)域的籽粒,通過研究其功能性營養(yǎng)成分與土壤因子的關(guān)系,明確西藏高原部分土壤因子對青稞功能性品質(zhì)的影響,為優(yōu)質(zhì)品種區(qū)域化生產(chǎn)與推廣奠定基礎(chǔ)。
在西藏溫暖半濕潤區(qū)(芒康縣、巴宜區(qū)、貢布江達(dá)縣)、溫暖半干旱區(qū)(尼木縣、曲水縣、林周縣、貢嘎縣、隆孜縣、扎囊縣、乃東縣、江孜縣、白朗縣、桑珠孜區(qū)、卡若區(qū)、洛隆縣、邊壩縣)及溫涼半濕潤半干旱(普蘭縣、扎達(dá)縣)6個地區(qū)市18個縣,共計收集181份青稞材料,其中,144份藏青2000,37份有色青稞,包括紫青稞、藍(lán)青稞、黑青稞,均為農(nóng)家品種。
1.2.1 青稞樣品采集與分析。在西藏3個典型農(nóng)業(yè)生態(tài)類型中青稞的主要生產(chǎn)區(qū)域進(jìn)行采樣,為避免品種的影響,β-葡聚糖、黃酮比較以主栽品種藏青2000為供試材料。β-葡聚糖的測定按照NY/T 2006—2011谷物及其制品中β-葡聚糖含量的測定方法??傸S酮采用高效液相色譜法檢測,稱取1 g青稞籽粒粉末,于50 mL容量瓶中,用甲醇定容至刻度,超聲處理30 min,過濾,干燥,用1 mL水溶解,1 mL氯仿萃取,水相蒸干,于10 mL容量瓶用甲醇定容至刻度,搖勻,用微孔濾膜(0.45 μm)濾過,取濾液作為供試品溶液。稱取蘆丁標(biāo)樣制成不同濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液。分別將標(biāo)準(zhǔn)溶液和試樣溶液注入液相色譜儀中。以樣品溶液面積與標(biāo)準(zhǔn)溶液峰面積比較定量。色譜條件為:ODS AM-303色譜柱(YMC-Pack,4.6 mm×250 mm,5 μm);流動相 A—0.1%冰乙酸,B—乙睛;梯度洗脫:0~5 min,10%A,5~10 min,20%A,10~17 min,40%A;流速 0.8 mL/min;檢測波長280 nm,進(jìn)樣量吸取10 μL。
1.2.2 土壤樣品采集與分析。在每個樣點(diǎn)進(jìn)行植物采樣的同時,隨機(jī)采集耕作層(0~30 cm)土壤樣品3份,將其裝入土壤布袋,送回實驗室風(fēng)干后,磨細(xì)過1 mm篩,測定土壤全氮、全磷、全鉀、堿解氮、速效磷、速效鉀、pH值、有機(jī)質(zhì)等理化指標(biāo)。其中,土壤全氮和堿解氮測定采用半微量凱氏法;土壤全磷和速效磷測定采用鉬銻抗比色法;土壤全鉀和速效鉀測定采用原子吸收分光光度法;土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法測定;土壤pH值采用電位法測定;銅、鐵、錳采用ICP等離子發(fā)射光譜儀法測定。
數(shù)據(jù)采用Excel 2007、SPSS進(jìn)行統(tǒng)計、作圖和差異顯著性分析。
圖1 部分土壤因子對青稞β-葡聚糖含量的影響
研究表明(圖1),β-葡聚糖與土壤因子的關(guān)系極為密切,與其顯著相關(guān)的因子較多。β-葡聚糖(y1)與水解性氮(x1)、pH 值(x2)相關(guān)程度最高,均達(dá)極顯著水平,與水解氮呈極顯著負(fù)相關(guān),與pH值呈顯著正相關(guān);與全磷(x3)、鐵(x4)呈顯著正相關(guān),與有效磷(x5)、錳(x6)雖簡單相關(guān),但多項回歸模型達(dá)到顯著水平,曲線擬合程度較好。
研究表明(圖 2):黃酮(y2)與水解氮(x1)、pH 值(x2)相關(guān)程度最高,達(dá)到極顯著水平(P<0.01);其次,黃酮(y2)與有機(jī)質(zhì)(x7)、銅(x8)相關(guān)程度也較高,達(dá)到顯著水平(P<0.05);與其他土壤因子無顯著相關(guān)。在西藏土壤肥力狀況下,隨著土壤水解氮、有機(jī)質(zhì)含量的增加,黃酮含量有所升高;在酸性土壤、強(qiáng)堿性土壤逆境環(huán)境下,黃酮含量較高,在中性、弱堿條件下,黃酮含量最低。當(dāng)銅含量小于10 g/kg時,黃酮含量最高,隨著土壤銅含量的增加,黃酮含量有所下降,當(dāng)銅含量為20~30 g/kg時,黃酮含量最低,之后隨著土壤銅含量的繼續(xù)增加有所回升,整體呈先減后增趨勢。
圖2 部分土壤因子對青稞黃酮含量的影響
關(guān)于氮素對麥類作物β-葡聚糖的影響,陳錦新等研究表明,增施氮肥會提高大麥籽粒β-葡聚糖含量[8-10]。Brunner等認(rèn)為在不同地區(qū)增施氮肥可使燕麥β-葡聚糖含量增加,并將之歸功于氮肥的增加使光合作用加強(qiáng),以致β-葡聚糖的合成前體葡萄糖含量增加,從而增加了β-葡聚糖的合成量[15-17]。但也有一些學(xué)者持不同意見,Jackson等認(rèn)為燕麥和大麥的β-葡聚糖含量基本不受氮素施用量的影響[14]。王建林等認(rèn)為青藏高原栽培大麥β-葡聚糖含量與土壤堿解氮含量呈顯著負(fù)相關(guān)[11]。本研究結(jié)果與王建林等的結(jié)論類似[13],周青平等也認(rèn)為施磷對麥類作物籽粒β-葡聚糖含量有顯著影響[10]。翟園等認(rèn)為對籽粒β-葡聚糖含量直接作用最小的是鉀素,其次是磷素,氮素最大[9];王建林等認(rèn)為影響栽培大麥β-葡聚糖含量的主要土壤因子是堿解氮、速效磷、速效鉀、全磷含量和土壤pH值,且影響重要值指數(shù)為土壤堿解氮含量>土壤速效鉀含量>土壤速效磷含量,土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和全鉀含量的影響則很小[13]。本研究表明,青稞β-葡聚糖含量與土壤全磷含量顯著正相關(guān),與速效磷含量相關(guān)不顯著。影響青稞β-葡聚糖含量的土壤因子相關(guān)性從大到小依次為pH值、水解氮含量、全磷含量、鐵含量。本研究與其他研究結(jié)果有不同之處,其原因有待進(jìn)一步探討。
覃容貴等研究結(jié)果表明,寬葉纈草總黃酮含量與根際土壤理化性質(zhì)沒有明顯的關(guān)系,即在統(tǒng)計學(xué)上無顯著差異[18]。李建恒等認(rèn)為速效磷對黃頂菊黃酮類成分的積累有顯著作用,其他土壤因子(堿解氮、pH值、有機(jī)碳)均未達(dá)顯著水平[19]。而鄒淑涵等認(rèn)為紅禾麻總黃酮含量與土壤因子的相關(guān)性依次為土壤有效鉀含量>土壤銨態(tài)氮含量>土壤速效磷含量>土壤pH值[20]。本研究證明水解氮能夠增加青稞籽粒黃酮含量,土壤pH值對黃酮的影響顯著。
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